【摘要】：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)大多應(yīng)用于復(fù)雜的環(huán)境中,甚至是遠(yuǎn)離人類生活區(qū)的惡劣環(huán)境下,所以節(jié)點(diǎn)的分布多經(jīng)過飛行器拋撒的方式進(jìn)行隨機(jī)分布,這使得定位成為一個(gè)技術(shù)難點(diǎn)。大部分的定位算法都假設(shè)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涫歉飨蛲缘?然而由于節(jié)點(diǎn)拋撒的隨機(jī)性、地理形狀的復(fù)雜多變、分布幾何形狀不規(guī)則、節(jié)點(diǎn)密度不均勻等原因,實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)往往呈現(xiàn)出各向異性的特點(diǎn)。這就使得傳統(tǒng)的定位算法性能惡化,定位精度下降,網(wǎng)絡(luò)可定位節(jié)點(diǎn)覆蓋率降低。因此,研究適用于各向異性無線傳感器網(wǎng)絡(luò)并具有良好定位精度的定位算法具有重要意義。本文在對(duì)各向異性無線傳感器網(wǎng)絡(luò)研究分析的基礎(chǔ)上,提出了一種基于跳距和測(cè)距的各向異性網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)定位算法HRL (Hops and Range based Localization algorithm for anisotropic networks)。HRL算法設(shè)計(jì)了基于各向異性的跳距模型和測(cè)距模型。在跳距模型中,針對(duì)傳統(tǒng)跳距算法計(jì)算平均跳距誤差大的問題,提出了HRL跳數(shù)閾值限定以及HRL跳距算法設(shè)計(jì)。在測(cè)距模型中,針對(duì)各向異性網(wǎng)絡(luò)中傳輸信號(hào)的各向異性特點(diǎn),本文設(shè)計(jì)了不規(guī)則信號(hào)的傳輸模型。提出了基于中值數(shù)絕對(duì)偏差的加權(quán)濾波算法,對(duì)測(cè)距信號(hào)進(jìn)行優(yōu)化處理。在距離計(jì)算中提出了信號(hào)模型參數(shù)識(shí)別算法,使得節(jié)點(diǎn)根據(jù)周圍環(huán)境確定自己的信號(hào)模型參數(shù)值。為提高定位精度,提出了錨節(jié)點(diǎn)選擇策略。在錨節(jié)點(diǎn)選擇中提出了共線度的計(jì)算方法,對(duì)共線的錨節(jié)點(diǎn)進(jìn)行排除,對(duì)三邊測(cè)量法中三個(gè)圓相交于一個(gè)區(qū)域的問題設(shè)計(jì)了解決方案。最后,對(duì)本文提出的HRL算法設(shè)計(jì)了詳細(xì)的算法流程。本文對(duì)HRL算法進(jìn)行了仿真實(shí)現(xiàn),并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了詳細(xì)分析,仿真結(jié)果驗(yàn)證了HRL算法的有效性。
[Abstract]:Wireless sensor networks (WSNs) are mostly used in complex environments, even in harsh environments far away from human living areas, so the distribution of nodes is distributed randomly by means of aerial vehicle scattering, which makes positioning a difficult technical problem. (2) Wireless sensor networks (WSNs) are widely used in wireless sensor networks (WSNs). Most of the localization algorithms assume that the network topology is isotropic. However, due to the randomness of node scattering, the complexity of geographical shape, the irregular geometric shape of distribution, the uneven density of nodes, and so on. The actual network topology often presents the characteristics of anisotropy. This makes the performance of the traditional localization algorithm worse, the positioning accuracy decreases, and the coverage of the network locatable nodes decreases. Therefore, it is of great significance to study the localization algorithm which is suitable for anisotropic wireless sensor networks and has good positioning accuracy. In this paper, based on the research and analysis of anisotropic wireless sensor networks, In this paper, an anisotropic network node location algorithm based on jump distance and ranging is proposed. The HRL (Hops and Range based Localization algorithm for anisotropic networks) algorithm designs the distance hopping model and ranging model based on anisotropy. In the jump model, aiming at the problem of the large average jump error of the traditional distance algorithm, the threshold limit of the HRL hop number and the design of the HRL hop distance algorithm are proposed. In the ranging model, aiming at the anisotropic characteristics of the transmitted signal in the anisotropic network, the transmission model of the irregular signal is designed in this paper. A weighted filtering algorithm based on the absolute deviation of median number is proposed to optimize the ranging signal. In the distance calculation, a signal model parameter identification algorithm is proposed, which enables the nodes to determine their own signal model parameter values according to the surrounding environment. In order to improve the positioning accuracy, an anchor node selection strategy is proposed. In the selection of anchor nodes, the calculation method of collinear degree is put forward, and the solution to the problem of three circles intersecting in one area in the trilateral measurement method is designed to exclude the collinear anchor nodes. Finally, a detailed algorithm flow is designed for the HRL algorithm proposed in this paper. In this paper, the HRL algorithm is simulated, and the experimental results are analyzed in detail. The simulation results verify the effectiveness of the HRL algorithm.
【學(xué)位授予單位】：東北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TN929.5;TP212.9

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 夏俐,陳曦,趙千川,江永亨,管曉宏;無線傳感器網(wǎng)絡(luò)及應(yīng)用簡介[J];自動(dòng)化博覽;2004年01期

2 孫雨耕,張靜,孫永進(jìn),房朝暉;無線自組傳感器網(wǎng)絡(luò)[J];傳感技術(shù)學(xué)報(bào);2004年02期

3 夏俐;陳曦;趙千川;江永亨;管曉宏;;無線傳感器網(wǎng)絡(luò)及應(yīng)用簡介[J];自動(dòng)化博覽;2005年S2期

4 莊慶德;傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究現(xiàn)狀[J];國外電子測(cè)量技術(shù);2005年04期

5 謝潔銳;胡月明;劉才興;劉蘭;;大田監(jiān)測(cè)中無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的部署[J];現(xiàn)代計(jì)算機(jī);2006年03期

6 李小遐;劉瑞霞;;一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)[J];自動(dòng)化技術(shù)與應(yīng)用;2006年04期

7 吳春婧;鄭明春;秦繼林;;無線傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議研究[J];計(jì)算機(jī)技術(shù)與發(fā)展;2006年08期

8 徐勇軍;楊宇;;無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展[J];電子產(chǎn)品世界;2006年19期

9 ;堅(jiān)固的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)適合苛刻的工業(yè)環(huán)境[J];電子設(shè)計(jì)技術(shù);2006年09期

10 馬華東;陶丹;;多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò)及其研究進(jìn)展[J];軟件學(xué)報(bào);2006年09期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 彭政;魏巍;羅相根;羅永健;;無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中傳感器數(shù)量的選擇方法[A];第十九屆測(cè)控、計(jì)量、儀器儀表學(xué)術(shù)年會(huì)(MCMI'2009)論文集[C];2009年

2 程時(shí)端;;傳感器網(wǎng)絡(luò)[A];中國通信學(xué)會(huì)信息通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)委員會(huì)2004年年會(huì)論文集[C];2004年

3 楊曼;;無線傳感器網(wǎng)絡(luò)對(duì)抗[A];四川省電子學(xué)會(huì)情報(bào)專業(yè)委員會(huì)學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C];2006年

4 闞鳳龍;徐自文;陳楠;左傳文;;無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用及其發(fā)展研究[A];第九屆沈陽科學(xué)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（信息科學(xué)與工程技術(shù)分冊(cè)）[C];2012年

5 賈杰;趙林亮;常桂然;;面向異構(gòu)傳感器網(wǎng)絡(luò)的高能效覆蓋控制[A];中國通信學(xué)會(huì)第六屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（下）[C];2009年

6 馮健昭;肖德琴;肖克輝;李就好;;基于謂詞的水質(zhì)傳感器網(wǎng)絡(luò)采樣整合優(yōu)化算法[A];紀(jì)念中國農(nóng)業(yè)工程學(xué)會(huì)成立30周年暨中國農(nóng)業(yè)工程學(xué)會(huì)2009年學(xué)術(shù)年會(huì)（CSAE 2009）論文集[C];2009年

7 唐云龍;;無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)分析[A];工程設(shè)計(jì)與計(jì)算機(jī)技術(shù)：第十五屆全國工程設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2010年

8 杜景林;陳力軍;謝立;;無線傳感器網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)集成體系結(jié)構(gòu)[A];2008年全國開放式分布與并行計(jì)算機(jī)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集(下冊(cè))[C];2008年

9 李新;田斌;辛陽;陳林順;;傳感器網(wǎng)絡(luò)中基于音頻的異常事件檢測(cè)方法[A];中國電子學(xué)會(huì)第十七屆信息論學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2010年

10 劉昊;;面向電子智能服裝的人體無線傳感器網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建[A];“力恒杯”第11屆功能性紡織品、納米技術(shù)應(yīng)用及低碳紡織研討會(huì)論文集[C];2011年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前10條

1 羅清岳;讓無線傳感器網(wǎng)絡(luò)走入生活[N];電子資訊時(shí)報(bào);2007年

2 ;多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò)[N];中國計(jì)算機(jī)報(bào);2006年

3 美國專利律師 譚文曄　薛之揚(yáng);無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)專利分析[N];科技日?qǐng)?bào);2010年

4 本報(bào)記者 趙建國;無線傳感器網(wǎng)絡(luò)改變未來世界[N];中國知識(shí)產(chǎn)權(quán)報(bào);2011年

5 樊哲高;我國傳感器網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)工作取得新進(jìn)展[N];中國電子報(bào);2012年

6 本報(bào)記者 王博;傳感器網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)取得新進(jìn)展[N];計(jì)算機(jī)世界;2012年

7 溫雅路;利用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)提高地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)能力[N];人民郵電;2008年

8 林宗輝;ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡(luò)解決方案[N];電子資訊時(shí)報(bào);2007年

9 賽迪顧問信息產(chǎn)業(yè)研究中心高級(jí)咨詢師 王坤;國內(nèi)外物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研究進(jìn)展[N];通信產(chǎn)業(yè)報(bào);2009年

10 本報(bào)記者 張彤;物物之連[N];網(wǎng)絡(luò)世界;2010年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 馬瑞;基于小生境粒子群算法的機(jī)艙WSN目標(biāo)覆蓋研究[D];大連海事大學(xué);2014年

2 李洪峻;面向入侵目標(biāo)追捕的多回路無線網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與相關(guān)技術(shù)研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2013年

3 張德敬;基于虛擬坐標(biāo)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議研究[D];山東大學(xué);2015年

4 楊顯輝;森林資源數(shù)據(jù)獲取的移動(dòng)Sink無線傳感器網(wǎng)絡(luò)可靠性研究[D];東北林業(yè)大學(xué);2015年

5 畢冉;基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的事件監(jiān)測(cè)算法研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

6 石熙;數(shù)字水印技術(shù)在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)安全中的應(yīng)用研究[D];重慶大學(xué);2015年

7 徐力杰;低占空比傳感器網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸調(diào)度問題研究[D];南京大學(xué);2014年

8 歐陽鍵;面向無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的協(xié)作傳輸技術(shù)研究[D];南京航空航天大學(xué);2014年

9 馮森;面向智能配用電的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由優(yōu)化協(xié)議研究[D];華北電力大學(xué);2015年

10 徐毅;無線傳感器網(wǎng)絡(luò)低能耗路由協(xié)議研究[D];山東大學(xué);2015年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 胥常杰;傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)模型及其應(yīng)用[D];青島大學(xué);2010年

2 黃錚;無線傳感器網(wǎng)絡(luò)連通與覆蓋的研究[D];武漢理工大學(xué);2006年

3 彭一;基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)識(shí)別技術(shù)研究[D];西南大學(xué);2015年

4 肖力;基于ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的車流量檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D];華南理工大學(xué);2015年

5 劉麗萍;無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中基于時(shí)空相關(guān)性的數(shù)據(jù)壓縮[D];西南大學(xué);2015年

6 何沐曦;無線傳感器網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下基于MATLAB和OMNeT++的IEEE1588時(shí)間同步仿真[D];西南大學(xué);2015年

7 黎鳳霞;一種雙極型多變量公鑰密碼算法在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)上的優(yōu)化與實(shí)現(xiàn)[D];華南理工大學(xué);2015年

8 王曉彤;基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的奶牛健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究[D];天津理工大學(xué);2015年

9 劉曉晨;基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的室內(nèi)定位方法研究[D];上海師范大學(xué);2015年

10 董曉峰;畜禽養(yǎng)殖環(huán)境感知及動(dòng)物標(biāo)識(shí)技術(shù)裝備集成研究和應(yīng)用[D];浙江大學(xué);2015年

，

本文編號(hào)：2434518